详解汽车液压系统技术及维修

来源：本站整理作者：佚名 2015-08-13 05:36:49

    1.2汽车制动液压控制系统及维修
    1．2.1 ABS液压系统的组成和工作原理
    （1） ABS的基本组成
    ABS即anti-lock brake system（汽车制动防抱死系统）的缩写，ABS是在普通制动系统的基础上，采用电子控制技术，增加了一套防止车轮制动时抱死的机电一体化控制装置。其主要功用是在汽车制动过程中不断调整制动油压，在制动过程中实时判定车轮的滑移率，自动调节作用在车轮上的制动器制动力，防止车轮抱死，从而获得最佳制动效能。由于采用ABS减少了车轮抱死的机会，因此也减少了制动过程中出现相对地面漂浮现象的机会，提高了安全性，同时消除了在紧急制动过程中轮胎的严重磨损。
    在应急制动时，驾驶员对制动踏板控制的制动压力过大时，轮速传感器及控制器可以探测到车轮有抱死的倾向，即车轮滑移率进入非稳定区域时，ABS使液压控制系统减小制动油压，使车轮滑移率重新回到理想滑移率区域内，这样反复自动且高频率地对制动系油压进行调节，使车轮滑移率始终保持在理想滑移率区域内，达到充分利用车轮与路面间纵向峰值系数和较高的横向附着系数。这样，使车轮一直处于最佳的制动状态，最有效地利用地面附着力，得到最佳的制动距离和制动稳定性。
    传统的汽车制动系统功能是使行驶的汽车车轮受制动力矩的作用，使车辆停止。在大多数情况下往往要抱死车轮，如果后轮先抱死会产生侧滑，造成车辆丧失稳定性，而前轮先抱死会使车辆丧失转向能力。这两种状态都容易导致事故的发生。ABS的引入使制动过程中车轮始终处于非抱死状态，这样不仅可以防止制动过程中后轮抱死而导致的车辆侧滑甩尾，从而大大提高了制动过程的方向稳定性，同时也可以防止前轮抱死而丧失转向能力，提高了汽车避开行驶方向障碍物的操纵性和弯道制动时保持正常行驶轨迹的能力。有了ABS，即使驾车者将制动踏板瞬间踩到底，汽车车轮不但不会抱死拖滑，而且最终的制动距离相对于同类车型不带防抱死制动系统的车辆的制动距离要短，同时也减少了驾车者的紧张情绪。因此，ABS是一种有效的车辆主动安全装置。
    在一般的制动情况下，驾驶员踩在制动踏板上的力较小，车轮不会被抱死，ECU无控制信号输出，这时，制动力完全由驾驶员踩在制动踏板上的力来控制，和普通制动系统的工作方式相同。在紧急制动或在松滑路面行驶制动时，在车轮将要被抱死的情况下，ECU就会输出控制信号，通过执行机构（即制动压力调节器）控制制动器的制动力，使车轮不被抱死。
    图31为一个四轮汽车制动防抱死系统的组成布置图，在普通制动系统的基础上增加了ABS电控单元（即ABS ECU）、传感器和ABS执行机构三部分。

    ①ABS ECU。
    ABS ECU接收车速、轮速、减速等传感器的信号，计算出车速、轮速、滑移率和车轮的减速度、加速度，并将这些信号加以分析，判断各车轮的滑移情况后，向ABS执行机构下达控制指令来调节各车轮制动器的制动油压，控制各种执行器工作。当ABS出现故障时，ABS ECU使报警灯6点亮，同时切断通往执行机构的电源，使ABS停止工作，此时制动系统以普通模式工作。
    ABS ECU监测所有车轮转速传感器的输入，并用这些输入将指令信号传输到液压执行装置和ABS的其他部件上，控制车轮的抱死。其内部结构如图32所示。

    ABS ECU是一个微处理器，ABS起作用时，电脑监测并控制制动系统的工作情况。ABS ECU的最基本功能是对制动系统进行制动防抱死的控制，它根据轮速传感器传来的信号判断车轮有无抱死的趋势，然后向执行机构发出指令，调节制动压力以防各车轮抱死。ABS ECU的另一功能是对制动系统进行监测，它持续监控外部传感器和执行装置线路，若出现故障，通过报警灯通知驾车者，可外接诊断仪器进行维修作业。ABS ECU能为技术人员重新读取内部线路故障码。按照这些代码，可以根据维修手册中ABS故障报警灯诊断表查找故障原因，以便修复系统中的故障。在部分液压制动系统ABS中，ABS ECU还控制电动液压泵的工作。
    发动机启动后，若情况正常，ABS报警灯在自检完毕数秒后就应自动熄灭。ABS功能失效时，ABS报警灯点亮，说明ABS有故障，此时ABS停止工作，恢复常规制动功能。
    ABS ECU内部结构（图33）主要由以下几个基本电路组成。

    a．输入整形放大电路。输入整形放大电路主要进行低通滤波、抑制干扰并放大轮速信号的输入，其功用是将轮速传感器输入的正弦交流信号转换成脉冲方波（将模拟信号转换成数字信号），进行整形和放大后输入运算电路。输入整形放大电路的个数与轮速传感器的个数相等，即采用四传感器的ABS ECU中相应有四个输入整形放大电路。为了对轮速传感器进行监控，运算电路还经输入电路输出相应的监测信号到各轮速传感器（即双向传输），然后再经输入电路将反馈信号送到运算电路。
    输入电路还接收点火开关、液位开关、制动开关、轮速传感器、泵电动机继电器和电磁阀继电器等工作电路的监测信号，并将这些信号经处理后送入运算电路。
    6．运算电路。运算电路主要是进行车轮线速度、初始速度、加速度、减速度和滑移率等控制参数的运算、分析及处理，并进行电磁阀的启闭控制参数的运算和监控运算。运算原理是轮速传感器信号经过整形放大输入运算电路后，由瞬时线速度运算电路计算出车轮的瞬时线速度，并将运算结果输送给初始速度运算电路对瞬时线速度进行积分运算，计算出初始速度，比较运算电路则对初始速度和瞬时线速度进行比较运算，计算出车轮的滑移率和加、减速度。最后根据固化程序已设定钓控制方式，产生相应的车轮加、减速度及滑移率门限值信号，根据这些信号对电磁阀控制单元输出减压、保压或增压控制信号。
    运算电路一般设有两套微处理器（图33），接收同样的输入信号，同时进行运算和传递数据，将各自的运算结果进行比较、监测。如果处理结果不一致，微处理器立即使ABS退出工作，防止系统发生故障后对车辆进行错误控制，确保可靠性。
      c．电磁阀控制电路。电磁阀控制电路（输出电路）接收运算电路输送来的电磁阀控制参数信号（减压、保压或增压控制信号），转换成模拟控，制信号，控制大功率晶体管向电磁阀的电磁线圈提供不同的控制电流，以控制电磁阀的动作。
      d．安全保护电路。安全保护电路主要包括稳压电源电路、电源监控电路、故障记忆电路和继电器驱动电路四个部分。
    安全保护电路通过汽车电源（蓄电池或发电机）驱动，稳压电源电路将12V或14V电源电压变为ECU内部所需的5V稳定电压；由电源监控电路对电源电路的电压是否稳定在规定的范围进行监控；故障记忆电路对ABS ECU中输入整形放大电路、运算电路和电磁阀控制电路的信号进行监控，并以代码的形式将其检测到的故障记忆在存储器中，以便诊断故障时读取，供维修时使用；继电器驱动电路在故障记忆电路检测到故障时，驱动相应的继电器切断ABS电源电路使ABS停止工作，制动系统恢复到常规制动模式，起到保护作用，同时将仪表板上的ABS报警灯点亮以警示驾车者ABS出现故障，应进行维修。
      ②传感器。
    ABS采用的传感器包括轮速传感器和汽车减速度传感器两种。ABS轮速传感器利用电磁感应原理（或霍尔原理）检测车轮速度，并把轮速转换成脉冲信号送至ECU。一般轮速传感器都安装在车轮上几，有些后轮驱动的车辆将检测后轮速度的传感器安装在差速器内，通过后轴转速来检测，故又称之为轴速传感器。目前，国内外ABS控制车速范围是15～160km/h，并将逐渐扩大到8～260km/h，甚至更大。霍尔效应式轮速传感器适应面更广，现已得到广泛的应用。
    汽车减速度传感器（G传感器）用来检测汽车制动时的减速度，识别是否是冰雪、覆油等易滑路面。